筋収縮時のアクチンとミオシンの動き – 完全攻略ガイド

はじめに

筋収縮は滑り説に基づき、アクチンフィラメントがミオシンフィラメントの間に滑り込むことで起こります。この過程にはATPとCa2+が必須です。今回は筋収縮のメカニズムについて詳しく解説します。

詳しい解説

筋収縮のサイクル

ステップ	内容
1. 弛緩時	トロポミオシンがアクチン上のミオシン結合部位を覆い隠している
2. Ca2+放出	筋小胞体からCa2+が放出され、トロポニンに結合
3. 結合部位露出	トロポミオシンがずれ、ミオシン結合部位が露出
4. クロスブリッジ形成	ミオシン頭部がアクチンに結合
5. 首振り運動	ATPがADPに加水分解され、首振り運動で滑り込み
6. 結合解除	新しいATPがミオシン頭部に付着し、アクチンから離れる

筋収縮に必要な物質

物質	役割
ATP	エネルギー源、ミオシンの首振り運動と結合解除に必要
Ca2+	トロポニンに結合し、収縮を開始させる

筋収縮時の構造変化

部位	変化
A帯	不変
I帯	短くなる
H帯	短くなる

死後硬直のメカニズム

• ATP枯渇によりミオシンがアクチンから離れなくなる
• 筋肉が硬直した状態で固定される

絶対に覚えるべきポイント

• 筋収縮にはATPとCa2+が必要
• Ca2+はトロポニンに結合→収縮開始
• A帯は不変、I帯・H帯は短くなる
• 滑り説：アクチンがミオシンの間に滑り込む
• 死後硬直はATP枯渇による

一問一答

Q1. 筋収縮に必要な2つの物質は何ですか？

【答え】 A. ATPとCa2+

ATPはエネルギー源、Ca2+は収縮開始に必要です。

Q2. Ca2+はどのタンパク質に結合しますか？

【答え】 A. トロポニン

結合によりトロポミオシンがずれ、収縮が開始されます。

Q3. 筋収縮時にA帯はどうなりますか？

【答え】 A. 不変（変わらない）

I帯とH帯は短くなりますが、A帯は変化しません。

Q4. 死後硬直の原因は何ですか？

【答え】 A. ATP枯渇

ミオシンがアクチンから離れなくなるためです。

Q5. 筋収縮の説は何と呼ばれますか？

【答え】 A. 滑り説

アクチンがミオシンの間に滑り込むことで収縮します。

国家試験対策問題

問題1（選択問題）

筋収縮時にCa2+が結合するタンパク質はどれか。

a. アクチン

b. ミオシン

c. トロポニン

d. トロポミオシン

【解答と解説】 正解：c

Ca2+はトロポニンに結合し、これによりトロポミオシンがずれてミオシン結合部位が露出し、収縮が開始されます。

問題2（選択問題）

筋収縮時に変化しないのはどれか。

a. I帯

b. H帯

c. A帯

d. サルコメア長

【解答と解説】 正解：c

筋収縮時、A帯（暗帯）は変化しません。I帯とH帯は短くなり、サルコメア長も短縮します。

問題3（選択問題）

死後硬直の原因として正しいのはどれか。

a. Ca2+の過剰放出

b. ATPの枯渇

c. アクチンの分解

d. ミオシンの変性

【解答と解説】 正解：b

死後、ATP産生が停止するとミオシンがアクチンから離れなくなり、筋肉が硬直します。

問題4（選択問題）

筋収縮において、ミオシン頭部がアクチンに結合した状態を何というか。

a. 滑り

b. クロスブリッジ

c. 首振り運動

d. 弛緩

【解答と解説】 正解：b

ミオシン頭部とアクチンの結合をクロスブリッジといい、これが形成されることで収縮が進行します。

まとめ

筋収縮のサイクル

段階	内容
弛緩時	トロポミオシンが結合部位を覆う
Ca2+結合	トロポニンに結合、結合部位露出
収縮	クロスブリッジ形成、首振り運動
弛緩	ATP結合で解離、Ca2+回収

筋収縮時の変化

部位	変化
A帯	不変
I帯	短縮
H帯	短縮

覚え方のコツ

「ATP＋Ca2+→収縮、A帯不変」が最重要ポイントです。

• Ca2+→トロポニン結合→収縮開始
• ATP枯渇→死後硬直

#解剖学 #生理学 #国試対策